ДИСКОВОЙ ТОРМОЗ С ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬНЫМ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМ ОРГАНОМ В ВИДЕ КОНСТРУКЦИИ С САМОУСИЛЕНИЕМ Российский патент 2011 года по МПК F16D65/21 F16D65/20 

Изобретение относится к дисковому тормозу с электродвигательным исполнительным органом, воздействующим на прижимное устройство для прижатия, по меньшей мере, одной тормозной накладки к тормозному диску, причем прижимное устройство содержит тормозное гидравлическое устройство и выполнено в виде конструкции с самоусилением.

Дисковые тормоза с электродвигательными исполнительными органами, воздействующими на прижимное устройство, например поворотный рычаг с расположенными за ним упорами, известны самой разной конструкции. Известно также выполнение дисковых тормозов в виде конструкции с самоусилением для уменьшения размеров электродвигателя в качестве привода. Примеры таких тормозов приведены в DE 10105752 А1 и DE 10324424 A1. На практике известные конструкции себя не зарекомендовали. Поэтому присутствует необходимость в поиске новых путей решения.

Максимально необходимая для обеспечения электричеством мощность двигателя и соответствующие механизмы для передачи силы образуют существенный затратный фактор. Коэффициент трения тормозной накладки изменяется, прежде всего, вследствие нагрева, который играет особую роль, например, в дисковых тормозах грузовых автомобилей. Необходимая при этом мощность двигателя является значительной и обуславливает дополнительные затраты на питание электрическим током.

Дисковый тормоз с тормозным гидравлическим устройством известен, например, из US 4435021 или DE 19527936 A1.

Также дисковый тормоз известен из DE 10105540 A1, в котором электродвигатель в качестве исполнительного органа воздействует через поршни на тормозное гидравлическое устройство. Однако для достижения эффекта самоусиления такой дисковый тормоз является относительно сложно управляемым и регулируемым.

Задача настоящего изобретения состоит в решении указанной проблемы.

В изобретении эта задача решается посредством признаков пункта 1 формулы изобретения.

Предпочтительные варианты выполнения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Так, например, при использовании тормоза с самоусилением согласно изобретению простым способом обеспечивается постоянное оптимальное нарастание усилия такого тормоза с самоусилением, так как при торможении угол наклона, или клиновой угол, под которым прижимное устройство воздействует на тормозную накладку, может регулироваться. Благодаря этому достигается простая и эффективная регулировка клинового угла также и в процессе торможения.

С помощью рабочего узла, содержащего предпочтительно гидравлический цилиндр со ступенчатым поршнем, может использоваться эффект усиления торможения по принципу клинового затягивания, в то время как одновременно в любой момент торможения может проводиться любое согласование клинового угла при тонкой градации.

Следовательно, изобретение касается приводимого гидравлически в действие устройства для изменения клинового угла. Рабочий узел для изменения клинового угла может быть выполнен также и иным способом, кроме как с помощью поршня, причем такое выполнение будет предпочтительным.

При этом может быть также добавлена функция стояночного тормоза, которая основывается не на гидравлике, а на чисто механических элементах. С помощью гидроцилиндра с усилителем, т.е. рабочего узла, может обеспечиваться надежное растормаживание.

Регулировка клинового угла известна на примере тормозов с самоусилением из DE 104324424 А1. Однако согласно этой публикации для этого требуется отдельное редукторное устройство или отдельный исполнительный орган наряду с наличием собственно прижимного устройства для прижатия дискового тормоза.

Благодаря тормозной гидравлике обеспечивается целый ряд вариантов выполнения дисковых тормозов с электродвигательным исполнительным органом. Электродвигатель используется, например, в качестве привода для насоса, воздействующего на тормозную гидравлику. В результате отпадает необходимость в магистралях с текучей средой для тормоза. При этом достаточно наличия кабеля, например, с линией энергоснабжения или управляющей линией. Однако преимущества гидравлики могут быть использованы и при применении тормоза, первично приводимого в действие электродвигателем и управляемого с помощью электрических сигналов.

Предпочтительно прижимное устройство согласно варианту осуществления содержит рычажный механизм, по меньшей мере, с одним или несколькими рычагами, обеспечивающий монтажные и конструктивные преимущества, так как рычажный механизм является особо надежным и безопасным. Согласно уровню техники тормоза с самоусилением содержат напротив, как правило, клиновое устройство. Этот вариант может применяться в комбинации с описанной выше тормозной гидравликой, но также и с другим типом прижимного устройства без гидравлики.

Передача усилия в таком тормозе с самоусилением и электрическим приводом производится предпочтительно на основе гидравлики с применением тормозной жидкости. С помощью гидравлической жидкости легко преобразуются усилия и перемещения.

Путем локально ограниченного применения гидравлики в тормозе возможно в значительной степени предупредить в результате исключения гибких тормозных магистралей и расширительных бачков из пластмассы попадание воды в тормозную жидкость, что значительно удлиняет срок службы.

В предпочтительном варианте выполнения гидроцилиндры представляют собой гидроцилиндры двойного действия, причем между их первыми напорными соединительными патрубками расположен и гидравлически подключен рабочий узел, а между вторыми напорными соединительными патрубками - шестеренчатый насос. Благодаря такому расположению и применению рабочего узла достигается разное нагружение гидроцилиндров, обеспечивающее то преимущество, что такое нагружение связано с регулировкой клинового угла, которое может проводиться и при торможении.

Согласно варианту выполнения предусмотрена функциональная связь между гидроцилиндрами и опорными рычагами, благодаря чему достигается простая оптимальная конструкция малых размеров. В альтернативном варианте выполнения предпочтительно, чтобы опорные рычаги взаимодействовали с гидроцилиндрами через рычаги усилителя.

Особо предпочтительным является вариант выполнения, при котором опорные рычаги одним своим концом взаимодействуют с тормозной накладкой с помощью поворотного устройства, причем это устройство шарнирно сочленено с опорными рычагами и тормозной накладкой. Таким образом, оптимально достигается функция механического стояночного тормоза.

Согласно еще одному варианту выполнения тормозная накладка предпочтительно снабжена параллелограммным механизмом.

В предпочтительном варианте предусмотрено наличие рычагов, в частности опорных, имеющих V-образную форму, при этом они предпочтительно установлены с возможностью поворота одним концом на тормозной накладке и соответственно обоими концами на установочном рычаге, что позволяет применять данное устройство при движении транспортного средства вперед и назад. Возможно также и обратное расположение.

Кроме того, предпочтительно, чтобы опорные рычаги имели уширение на своих расположенных на тормозной накладке концах, ориентированных в сторону оси поворота этих концов, благодаря чему обеспечивается оптимальное равномерное направление тормозной накладки и ее равномерный износ в поперечном направлении. И в этом случае возможно обратное расположение, при котором расширенные концы направлены в сторону тормозной накладки.

Согласно другому предпочтительному варианту выполнения предусматривается, чтоб на участке опорных точек двух концов опорных рычагов установочный рычаг установлен с возможностью поворота на контропоре на стороне, противолежащей опорным точкам, при этом оси поворота опорных точек проходят параллельно осям поворота опорных точек опорных рычагов и располагаются поперечно к опорным рычагам со смещением к осям поворота опорных точек опорных рычагов. Достигаемое при этом преимущество состоит в том, что устройство может дополнительно выполнять функцию механического стояночного тормоза. Для этого целесообразно выполнить шестеренчатый насос с возможностью гидравлического соединения с гидроцилиндром для обеспечения функции стояночного тормоза, причем «затягивание» и освобождение стояночного тормоза производится электрогидравлическим способом, а фиксация - механическим.

Согласно другому варианту выполнения между установочным рычагом и контропорой расположено клиновое устройство слежения за износом, при этом предусмотрено наличие пружины для возврата тормозной накладки и для соединения вместе тормозной накладки, опорного и установочного рычагов, благодаря чему обеспечивается простая малогабаритная конструкция.

Предпочтительно рабочий узел содержит ступенчатый поршень с соединительными патрубками низкого, высокого и резервного давления, при этом ступенчатый поршень выполнен со ступенчатым уменьшением своего диаметра, причем площади поверхности отдельных ступеней рабочего узла предпочтительно образуют отношение 2:1. Также предусмотрено, чтобы отдельные ступени рабочего узла могли соединяться с резервным соединительным напорным патрубком или соединительным патрубком высокого давления. При использовании рабочего узла согласно изобретению достигается преимущество, состоящее в том, что такой переключаемый ступенчатый поршень может обеспечить в любой момент при торможении эффективное согласование в виде изменения клинового угла. При наличии трех комбинированных ступеней возможны, например, 8 разных угловых положений.

Согласно другому варианту выполнения устройство содержит датчики давления для регистрации усилия прижатия и тормозного усилия, а также степени износа тормозной накладки.

Кроме того, устройство снабжено резервным напорным контуром с расширительным бачком и запорным клапаном, причем эти элементы расположены около тормоза и образуют оптимально простую гидравлическую конструкцию.

Наконец, предпочтительно дисковый тормоз имеет устройство управления, в частности блок управления, который либо непосредственно расположен на тормозе, либо выполнен в виде обычного устройства управления в составе системы управления верхнего уровня транспортного средства, которое выполнено таким образом, что при торможении оно управляет или регулирует клиновой угол, причем регулирование происходит предпочтительно в зависимости от усилия подачи и действующего заданного клинового угла.

Изобретение относится также к объекту согласно пункту 35 формулы изобретения, реализуя при этом дополнительные варианты развития, приведенные в формуле изобретения, и касается оптимального дискового тормоза с электродвигательным исполнительным органом, воздействующим на прижимное устройство для прижима, по меньшей мере, одной тормозной накладки к тормозному диску, при этом прижимное устройство содержит рычажный механизм, по меньшей мере, с одним или несколькими рычагами, и, по меньшей мере, один рычаг имеет V-образную форму. 3а счет этого создается несложная рычажная конструкция, прием она совершенствуется посредством признаков пункта 36 и последующих пунктов.

Ниже изобретение поясняется подробнее с помощью примеров выполнения, приведенных на схематических фигурах чертежа. При этом изображено:

фиг.1 - первый пример выполнения устройства согласно изобретению;

фиг.2 - второй пример выполнения устройства согласно изобретению;

фиг.3 - рабочий узел в схематическом продольном разрезе;

фиг.4 - третий пример выполнения устройства согласно изобретению;

фиг.5 - четвертый пример выполнения устройства согласно изобретению.

Детали с одинаковой или схожей функцией обозначены одинаковыми позициями.

На фиг.1 представлена принципиальная схема, на которой иллюстрируется изобретение.

Электродвигатель 1 в качестве исполнительного органа воздействует на прижимное устройство с тормозной гидравликой. Это достигается за счет того, что электродвигатель приводит в действие крыльчатый насос 2, входящий в состав гидравлического контура 58, воздействующий на поршни гидроцилиндров 20, 21, шарнирно сочлененных с тыльной пластиной тормозной накладки. Тормозная накладка на реактивной стороне и суппорт дискового тормоза не показаны, при этом возможны варианты выполнения неподвижного, подвижного и поворотного суппортов, а также смешанные формы этих вариантов (не показаны). Между соединительными патрубками гидроцилиндров 20, 21 расположен в контуре 58 обратный клапан 56.

На фиг.1 два гидроцилиндра 20, 21 расположены V-образно по отношению друг к другу и в качестве примера шарнирно соединены в общей крепежной точке с тормозной накладкой 12. Своими другими концами они упираются в детально не показанную контропору (суппорт 57 тормоза). Последняя служит также точкой крепления для пружины 18, обеспечивающей определенный зазор между тормозной накладкой 12 и тормозным диском 13.

Гидроцилиндры 20, 21 своими напорными соединительными патрубками подключены к гидравлическому контуру 58, в состав которого входит и шестеренчатый насос 2, приводимый в действие электродвигателем 1. Поскольку оба гидроцилиндра 20, 21 сообщены с гидравлическим контуром и в них одновременно создается одинаковое давление, то при незначительных движениях их поршней происходит горизонтальное движение тормозной накладки в сторону тормозного диска 13. Однако в результате выбранного расположения после прижатия тормозной накладки 12 к тормозному диску 13 происходит обратная связь с гидравлическим контуром 58, в результате которой первоначально параллельное соединение цилиндров под действием обратного клапана 56 становится последовательным.

При изображенном на фиг.1 гидравлическом и геометрическом расположении гидроцилиндров 20, 21, при котором после прилегания к тормозной накладке 12 первоначально параллельное соединение с помощью рабочего узла 5 становится последовательным, конструкция которого подробно поясняется ниже, после прилегания тормозной накладки 12 к тормозному диску 13 возникает движение тормозной накладки 12 в направлении периферии тормозного диска при его вращении в показанном стрелкой направлении. Таким образом реализуется принцип клинового затягивания с самоусилением торможения (слева на рис.1 изображен клиновой угол α).

Клиновой эффект контропоры и тормозной накладки 12 достигается, естественно, не с помощью клина, а совершенно иным способом - посредством опор, которые связаны либо, как это показано на фиг.1, в определенной точке с тормозной накладкой 12, либо предпочтительно в смещенных точках этой накладки.

Если после первого движения крыльчатого насоса 2 в показанном стрелкой направлении тормозная накладка 12 (фиг.1) сместится и произойдет ее прилегание к тормозному диску 13, то второй гидроцилиндр 21 будет сжат сильнее первого 20.

Вследствие происходящего гидравлического последовательного соединения образовавшееся во втором гидроцилиндре 21 давление передается в патрубок С высокого давления рабочего узла 5 (цилиндра), поршень которого передает другое давление на стороне низкого давления А через шестеренчатый насос 2, приводимый в действие электродвигателем 1, на первый гидроцилиндр 20. Из-за такого перепада давлений первый гидроцилиндр 20 выдвигается незначительно, вследствие чего тормозная накладка 12 совершает движение наискось вправо вниз, что и соответствует определенному клиновому углу.

Напорные соединительные патрубки гидроцилиндров 20, 21 сообщены через направленный клапан 56, например обратный клапан, благодаря чему достигается направленный поток в гидравлическом контуре, который необходим в данном примере гидравлической схемы. Описанный выше процесс управляется посредством шестеренчатого насоса 2 с электродвигателем 1, в результате чего процесс торможения инициируется при незначительной мощности электродвигателя 1 с последующим возникновением силы торможения вследствие самоусиления.

С помощью рабочего узла 5, содержащего ступенчатый поршень 30 (фиг.3) со ступенчатым уменьшением диаметра, обеспечивается усиливающий торможение эффект по принципу клинового втягивания и возможность регулирования клинового угла.

При этом в каждый момент торможения может проводиться, например, с помощью контура регулирования, учитывающего коэффициент трения и/или другие параметры, например, нормальное усилие и пр., любое согласование клинового угла с тонкой градацией, причем включают или переключают разные ступени уменьшения диаметра рабочего узла 5, что дополнительно поясняется ниже.

К рабочему узлу 5 подключен резервный контур через резервный патрубок В. Резервный контур содержит расширительный бачок 15 для изменения объема при выдвижении поршня и регулировании износа, а также запорный клапан 14 для фиксации в положении покоя при отпущенном тормозе.

На фиг.3 показан рабочий узел 5 со ступенчатым поршнем 30 в поперечном разрезе. Соединительный патрубок А низкого давления сообщен со стороной 31 низкого давления, резервный соединительный напорный патрубок В - в частности, с магнитными клапанами 37-40 и соединительный патрубок С высокого давления - со стороной 36 высокого давления. Ступенчатый поршень 30 содержит в данном примере четыре рабочих камеры, или ступени: 32, 33, 34, 35 с разным диаметром поршня. Площади отдельных камер, или ступеней, выполнены с отношением 2:1. Так, например, площадь ступени 34 в два раза меньше площади ступени 33. Также и площадь ступени 35 в два раза меньше площади ступени 34. Каждая из этих ступеней 33-35 может быть отдельно выборочно подключена путем включения магнитных клапанов 37-40 к резервному давлению резервного контура через соединительный патрубок В или на стороне высокого давления через соединительный патрубок С. Например, в данном цилиндре с четырехступенчатым уменьшением диаметра можно регулировать при соответствующем управлении магнитными клапанами 37-40 отношение площадей поршня 30 в камере на стороне 31 низкого давления (соединительный патрубок А) относительно общей площади у патрубка С в виде 16 ступеней. Магнитные, или переключающие, клапаны 37-40 выполнены таким образом, что во время переключения даже в течение короткого времени отсутствует сообщение между соединительными патрубками В и С.

Если рабочий узел 5 со ступенчатым поршнем 30 подключается к одному или нескольким гидроцилиндрам, как это показано в первом примере выполнения на фиг.1 или в других примерах на фиг.3-5, то в любой момент торможения может проводиться эффективное согласование в виде переключения клинового угла с тем, чтобы самоусиление тормоза постоянно поддерживалось на оптимальном уровне мощности.

Благодаря локально ограниченному применению гидравлики непосредственно около тормоза можно существенно предупредить при отсутствии гибких тормозных магистралей и расширительных бачков из пластмассы попадание воды в гигроскопичную тормозную жидкость, что продлевает срок службы устройства.

На фиг.2 приведен второй пример выполнения устройства согласно изобретению с дополнительной функцией стояночного тормоза.

Здесь также применяются, как и на фиг.1, два гидроцилиндра 3, 4 и рабочий узел 5. Однако в этом случае гидроцилиндры 3, 4 выполнены в виде цилиндров двойного действия с двумя напорными соединительными патрубками. Между первыми напорными соединительными патрубками гидроцилиндров 3, 4 расположен рабочий узел 5. От шестеренчатого насоса 2 гидравлическая магистраль проходит до второго напорного соединительного патрубка первого гидроцилиндра 3, при этом второй напорный соединительный патрубок второго гидроцилиндра 4 сообщен с резервным напорным контуром.

Сначала приводится описание стояночного тормоза согласно второму примеру выполнения.

Два V-образных опорных рычага 9, 10 своими нижними, например, полуцилиндрическими «острыми» концами соединены с возможностью поворота с тормозной накладкой 12, причем эти концы расположены на некотором расстоянии друг от друга. Соответственно два верхних конца V-образных опорных рычагов 9, 10 соединены также с возможностью поворота, например, двумя другими полуцилиндрическими концами 59, 60 с установочным рычагом 11, опирающимся через устройство 16 слежения за износом на неподвижную контропору. Концы опорных рычагов 9, 10 для перекатывания или качения в ответных опорных точках выполнены, например, с закруглением, благодаря чему при их движении обеспечивается оптимальное трение качения или перекатывания.

Опорный рычаг 10 содержит жестко связанный с ним рычаг 19, свободный конец которого шарнирно соединен с поршнем первого гидроцилиндра 3. Его функция описана ниже. Установочный рычаг 11 шарнирно соединен с поршнем второго гидроцилиндра 4.

Тормозная накладка 12 удерживается на неподвижной контропоре с помощью пружины растяжения 18, с помощью которой вместе удерживаются также опорные рычаги 9, 10, установочный рычаг 11 и устройство слежения за износом 16.

При таком расположении обоих V-образных опорных рычагов 9, 10 шестеренчатый насос может подавать питание для активации стояночного тормоза непосредственно в патрубок А рабочего узла 5, с которым он сообщен с помощью не показанного переключающего клапана. Ступенчатый поршень 30 рабочего узла 5 усиливает гидравлический напор и подает среду через патрубок С высокого давления во второй гидроцилиндр 4, вследствие чего его поршень выдвигается и через установочный рычаг 11 перемещает вниз опорные рычаги 9, 10, в результате чего тормозная накладка 12 прижимается к тормозному диску 13. При этом установочный тормоз 11 перемещается к тормозному диску 13 настолько близко, что на стороне понижающего отношения опорных рычагов 9, 10 (см. вид сбоку на фиг.2) происходит проход через мертвую точку. Даже без усилия второго гидроцилиндра 4 тормоз в качестве стояночного оказывается максимально задействованным.

Если, например, на склоне при остановке автомобиля происходит движение тормозного диска 13, например, влево, то оба опорных рычага 9, 10 своими правыми верхними концами слегка отделяются от установочного рычага 11. При этом они поворачиваются вокруг верхних левых концов. В результате действия опорных рычагов 9, 10 в косом направлении происходит дополнительное увеличение прижимного усилия, так как рычаги создают эффект заклинивания. Угол между обоими опорными рычагами 9, 10 выбирают таким, чтобы угол α клина был настолько острым, чтобы тормоз мог дополнительно блокироваться. Благодаря симметричному V-образному расположению обоих опорных рычагов 9, 10 стояночный тормоз действует одинаково в обоих рабочих направлениях или направлениях движения транспортного средства.

Для освобождения стояночного тормоза поршень второго гидроцилиндра 4 перемещают вверх. Благодаря фиксирующему моменту в нижней мертвой точке установочного рычага 11 можно получить очень большой момент расцепления, который даже при сильном заклинивании обеспечивает надежное расцепление. При необходимости усиление давления рабочего узла 5 может быть использовано для расцепления тормоза с помощью второго гидроцилиндра 4 с большим гидравлическим давлением.

При рабочем торможении описанный выше поворот V-образных опорных рычагов 9, 10 вокруг своих верхних концов вызывает эффект, при котором без приведения в действие установочного рычага 11, т.е. второго гидроцилиндра 4, обеспечивается функция автоматического усиления клинового действия. Так, например, при горизонтальном смещении тормозной накладки 12, например, на 10 мм косое расположение опорных рычагов 9, 10 позволяет получить вертикальный путь подачи, равный, например, 2 мм. В результате установочный рычаг 11 должен только компенсировать разницу по высоте между максимально острым и максимально тупым клиновыми углами. Это может быть использовано для увеличения передаточного отношения рычага. За счет этого уменьшаются силы, воздействующие на гидроцилиндры 3, 4.

Далее поясняется регулировка клинового угла и функция первого гидроцилиндра 3.

С помощью рычага 19 на опорном рычаге 10 горизонтальное движение тормозной накладки 12 может быть изменено на вертикальное, так как опорный рычаг 10 может выборочно, в зависимости от направления движения автомобиля, поворачиваться вокруг своего левого или правого конца. Это вызывает по выбору вертикальное движение опускания или подъема поршня первого гидроцилиндра. При соответствующей размерности площадь поршня, уменьшенная на величину диаметра штока поршня, и, следовательно, уменьшенное усилие тяги могут быть компенсированы более длинным плечом рычага 19, так как в этом случае опорные рычаги 9, 10 поворачиваются вокруг верхней правой опорной точки и таким образом возрастает длина рычага 19.

В зависимости от горизонтального пути смещения тормозной накладки 12, который первым гидроцилиндром 3 с помощью описанного способа преобразуется в вертикальное движение с последующим изменением давления, рабочий узел 5 может обеспечить регулируемое движение подачи вторым гидроцилиндром 4, расположенным последовательно и связанным гидравлически с соединительным патрубком С высокого давления рабочего узла 5. Это соответствует регулируемому клиновому углу.

Регулируемый клиновой угол обеспечивает положение, при котором тормозное устройство постоянно находится в зоне очень большого самоусиления. Следовательно, шестеренчатый насос 2 может управлять балансным состоянием при относительно низком расходе энергии (электродвигатель с малой электрической мощностью). Для этого, например, гидравлический объемный поток подается в первый гидроцилиндр 3 шестеренчатым насосом 2, в результате чего его поршень перемещается только в зависимости от движения электродвигателя 1.

При общей вертикальной длине подачи 4 мм тормозная накладка может горизонтально перемещаться в результате клинового действия опорных рычагов 9, 10 на расстояние 11,5 мм, вследствие чего благодаря второму гидроцилиндру 4 и установочному рычагу 11 вертикальный путь составляет всего лишь 2,5 мм.

Точка трения в начале торможения может регистрироваться с высоким разрешением датчиком 7 давления, установленным на соединительном патрубке А низкого давления рабочего узла 5. Соответственно с помощью устройства 16 слежения за износом точка трения будет постоянно поддерживаться в оптимально рабочем месте.

Если износ тормозной накладки 12 регулируется, как показано на фиг.3, гидроцилиндром 17 и клиновым устройством 16 слежения за износом, то абсолютный износ накладки определяется замером давления датчиком давления 7 или датчиком давления 8 на выпускном отверстии шестеренчатого насоса 2. С помощью расширительного бачка 15 абсолютное давление в системе снижается в зависимости от величины износа. При утечке тормозной жидкости также регистрируется падение давления, поэтому в этих обоих случаях показано обратиться в мастерскую через предусмотренную в автомобиле систему связи.

На фиг.4 представлен третий пример выполнения предлагаемого устройства, согласно которому гидравлический контур выполнен аналогично показанному на фиг.3. Устройство слежения 16, 17 за износом не показано, но оно возможно. Опорные рычаги 47, 48 механически взаимодействуют через рычаги 45, 46 усилителя с первым и вторым гидроцилиндрами 43, 44. Рычаги 45, 46 усилителя перекатываются по неподвижной контропоре, благодаря чему коэффициенты трения поддерживаются на низком уровне. Опорный рычаг 47, приводимый в действие первым гидроцилиндром 43, служит для регулировки клинового угла, опорный рычаг 48, приводимый в действие вторым гидроцилиндром 44, - для передачи усилия прижатия.

Опорные рычаги 47, 48 связаны через поворотное устройство 49 с тормозной накладкой 12. Поворотное устройство 49 предназначено для надежного освобождения стояночного тормоза.

Тормозная накладка 12 снабжена параллелограммным механизмом, состоящим из опорных рычагов 50, 53, силовых поворотных элементов 52, 54 и продольной связи 51.

Четвертый пример выполнения устройства согласно изобретению показан на фиг.5. Конструкция механической части соответствует по существу конструкции согласно второму примеру выполнения, представленному на фиг.3, однако при этом оба опорных рычага 9, 10 содержат жестко закрепленный рычаг 19 и выполнены симметричными. Свободные концы рычагов 19 взаимодействуют со штоком поршня рабочего узла 5, который в данном случае образует первый гидроцилиндр. Конец штока поршня выполнен таким, что свободные концы рычагов 19 способны смещаться вертикально на определенную величину, прежде чем поршень рабочего узла 5 совершит вертикальное движение через два упора.

Второй гидроцилиндр 4, как показано на фиг.3, подключен к рабочему узлу 5 через соединительный патрубок С высокого давления, при этом соединительный патрубок А низкого давления рабочего узла 5 гидравлически сообщен с шестеренчатым насосом 2.

Кроме того, изображено устройство 55 для переключения режима работы, расположенное около выпускного отверстия шестеренчатого насоса 2. В положении «а» производится замыкание стояночного тормоза, при этом шестеренчатый насос 2 воздействует непосредственно на второй гидроцилиндр 4. В другом положении "v" через рабочий узел 5 проходит объемный проток шестеренчатого насоса 2. Эта функция уже описана выше во втором примере выполнения, представленном на фиг.3. В положениях "v" приводятся в действие гидроцилиндры 17 (по выбору возможно применение на обеих сторонах устройства слежения за износом) устройства слежения за износом 16 тормозной накладки 12. Переключение 55 может производиться, например, автоматически или полуавтоматически с помощью магнитного клапана.

Таким образом достигаются отдельно или в комбинации следующие свойства и преимущества:

- создание тормозного усилия за счет принципа клинового втягивания, электродвигательный привод;

- гидравлическая передача усилия посредством тормозной жидкости;

- фиксированная скоба с двухсторонним устройством слежения за износом;

- устройство слежения за износом также на тыльной стороне накладок без применения дополнительного электродвигателя;

- длительные межремонтные интервалы между сменой тормозной жидкости (5-10 лет благодаря исключению попадания воды согласно изготовителю);

- возможные межремонтные интервалы без замены тормозной жидкости и тормозных накладок;

- возможность согласования клинового угла во время активного торможения;

- в данном примере выполнения четырехступенчатое переключение обеспечивает 16 разных клиновых углов;

- применение относительно небольшого электродвигателя с соответствующей мощностью;

- преобразование силы двигателя/гидравлики с помощью шестеренчатого насоса без применения понижающего редуктора;

- простота измерения силы посредством двух датчиков давления;

- возможность прямого измерения усилия подачи и тормозного усилия;

- точность измерения или регистрации точки прилегания/точки трения тормозных накладок путем измерения перепада давления;

- измерение степени износа накладок без применения дополнительных датчиков износа;

- эффективная функция ручного тормоза (стояночного тормоза) с усилением клинового действия (самоблокировка) в обоих направлениях движения автомобиля.

Хотя настоящее изобретение выше и описано с помощью предпочтительных примеров выполнения, однако оно ими не ограничивается и может подвергаться многочисленным модификациям.

Так, например, первый датчик давления 6 может служить для регистрации усилия прижатия, второй датчик давления 7 - для регистрации тормозного усилия и третий датчик давления 8 - для регистрации управляющего усилия шестеренчатого насоса 2 и общего тормозного усилия гидроцилиндра 3. В нерабочем состоянии шестеренчатого насоса 2 третий датчик давления 8 служит для регистрации давления в расширительном бачке 15.

Благодаря уширению опорных рычагов 9, 10 в зоне тормозной накладки 12 (фиг.2, 5, вид сбоку) обеспечивается равномерное направление тормозной накладки 12 и тем самым ее равномерный износ в поперечном направлении.

Ступенчатый поршень 30 рабочего узла 5 может содержать менее или более 4 ступеней.

Перечень позиций

1 электродвигатель

2 шестеренчатый насос

3 первый гидроцилиндр для гашения тормозного усилия

4 второй гидроцилиндр для создания прижимного усилия

5 рабочий узел

6 первый датчик давления

7 второй датчик давления

8 третий датчик давления

9 первый опорный рычаг

10 второй опорный рычаг

11 установочный рычаг

12 тормозная накладка

13 тормозной диск

14 запорный клапан

15 расширительный бачок

16 устройство слежения за износом

17 гидроцилиндр устройства слежения за износом

18 пружина

19 рычаг

20 первый гидроцилиндр для регулировки клинового угла

21 второй гидроцилиндр для передачи усилия прижатия

22 опорный элемент

30 ступенчатый поршень

31 сторона низкого давления

32-35 рабочая камера

36 сторона высокого давления

37-40 магнитный клапан

43 первый гидроцилиндр для регулировки клинового угла

44 второй гидроцилиндр для передачи усилия прижатия

45, 46 рычаг усилителя

47 опорный рычаг для регулировки клинового угла

48 опорный рычаг для передачи усилия прижатия

49 поворотное устройство

50, 53 опорный рычаг параллелограммного механизма

51 продольная связь

52, 54 силовой поворотный элемент

55 переключатель режима работы

56 направленный клапан

57 суппорт тормоза

58 гидравлический контур

59, 60 концы

А, В, С - соединительные патрубки

a, n, v - настройки

G контропора

MV магнитный клапан

Р давление

U направление к периферии

Изобретения относятся к области тормозных механизмов, а именно к дисковым тормозам с электродвигательными исполнительными органами. По первому варианту дисковый тормоз с электродвигательным исполнительным органом выполнен с возможностью воздействия на прижимное устройство для прижатия тормозной накладки к тормозному диску. Прижимное устройство содержит тормозное гидравлическое устройство и выполнено в виде конструкции с самоусилением. Тормозная накладка опирается на прижимное устройство под клиновым углом. Гидравлическое устройство содержит рабочий узел для изменения клинового угла, под которым тормозная накладка опирается на прижимное устройство. По второму варианту дисковый тормоз содержит прижимное устройство, содержащее рычажный механизм с одним или несколькими рычагами, выполненными в виде опорных рычагов. Опорный рычаг выполнен V-образной формы. Достигается упрощение конструкции, снижение затрат на питание электрическим током, упрощение регулировки и управления дисковым тормозом при достижении эффекта самоусиления. 2 н. и 36 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Дисковый тормоз с электродвигательным исполнительным органом (1), выполненный с возможностью воздействовать на прижимное устройство для прижатия, по меньшей мере, одной тормозной накладки (12) к тормозному диску (13), причем прижимное устройство содержит тормозное гидравлическое устройство и выполнено в виде конструкции с самоусилением, при этом тормозная накладка (12) опирается на прижимное устройство под клиновым углом, отличающийся тем, что гидравлическое устройство содержит рабочий узел (5) для изменения клинового угла, под которым тормозная накладка (12) опирается на прижимное устройство.

2. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что гидравлическое устройство содержит гидравлический контур (58), а рабочий узел (5) подключен к гидравлическому контуру (58) для изменения клинового угла.

3. Дисковый тормоз по п.2, отличающийся тем, что к гидравлическому контуру (58) подключен цилиндр (5) в качестве рабочего узла для изменения клинового угла.

4. Дисковый тормоз по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что прижимное устройство содержит рычажный механизм, по меньшей мере, с одним или несколькими рычагами.

5. Дисковый тормоз по п.4, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один рычаг имеет V-образную форму.

6. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что прижимное устройство содержит шестеренчатый насос (2) с электродвигателем (1), подключенный к гидравлическому контуру (58).

7. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что гидравлическое устройство прижимного устройства содержит два гидроцилиндра (3, 4; 20, 21) с гидравлическими поршнями, взаимодействующих механически с тормозной накладкой (12) одним из своих концов непосредственно или через промежуточные конструктивные элементы.

8. Дисковый тормоз по п.6 или 7, отличающийся тем, что оба гидроцилиндра (20, 21) установлены V-образно по отношению друг к другу.

9. Дисковый тормоз по п.6, отличающийся тем, что оба гидроцилиндра (20, 21) расположены параллельно между собой.

10. Дисковый тормоз по п.6, отличающийся тем, что гидроцилиндры (20, 21, 43, 44) расположены в гидравлической последовательности с рабочим узлом (5) и шестеренчатым насосом (2), при этом гидроцилиндры (20, 21, 43, 44) сообщены между собой направленным клапаном (56), расположенным между гидравлическими соединительными патрубками.

11. Дисковый тормоз по п.6, отличающийся тем, что гидроцилиндры (20, 21, 43, 44) представляют собой гидравлические цилиндры двойного действия, при этом между первыми напорными соединительными патрубками расположен рабочий узел (5), а между вторыми напорными соединительными патрубками - шестеренчатый насос (2).

12. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что рычажный механизм содержит два опорных рычага, опирающихся на тормозную накладку и взаимодействующих с одним или обоими гидроцилиндрами.

13. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что опорные рычаги (47, 48) взаимодействуют с гидроцилиндрами (20, 21, 43, 44) через рычаги (45, 46) усилителя.

14. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что опорные рычаги (47, 48) одним концом взаимодействуют через поворотное устройство (49) с тормозной накладкой (12), причем поворотное устройство (49) шарнирно соединено с опорными рычагами (47, 48) и тормозной накладкой (12).

15. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что тормозная накладка (12) снабжена параллелограммным механизмом (50, 51, 52, 53, 54).

16. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что первый гидроцилиндр (3) одним концом шарнирно сочленен с одним из опорных рычагов (10), а второй гидроцилиндр (4) механически взаимодействует с обоими опорными рычагами (9, 10) через установочный рычаг (11).

17. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что гидроцилиндры (3, 4) выполнены в виде гидроцилиндров двойного действия, при этом рабочий узел (5) расположен между первыми соединительными напорными патрубками гидроцилиндров (3, 4).

18. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что через первый гидроцилиндр (3) проходит гидравлический объемный поток шестеренчатого насоса (2), причем второй напорный соединительный патрубок первого гидроцилиндра (3) сообщен с шестеренчатым насосом (2).

19. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что гидроцилиндр (4) механически взаимодействует с опорными рычагами (9, 10) через установочный рычаг (11).

20. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что гидроцилиндр (4) выполнен в виде гидроцилиндра двойного действия, при этом шестеренчатый насос (2), рабочий узел (5) и гидроцилиндр (4) образуют гидравлическое последовательное соединение.

21. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что опорные рычаги (9, 10) имеют V-образную форму, при этом закругленным концом они установлены с возможностью поворота на тормозной накладке (12) и двумя закругленными концами на установочном рычаге (11).

22. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что опорные рычаги (9, 10) имеют V-образную форму, причем они расположены с возможностью поворота закругленным концом на установочном рычаге и двумя закругленными концами на тормозной накладке.

23. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что опорные рычаги (9, 10) выполнены с расширением в направлении расположенных на тормозной накладке (12) концов и в направлении оси поворота этих концов.

24. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что между установочным рычагом (11) и его контропорой предусмотрено клиновое устройство (16) слежения за износом.

25. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что предусмотрена пружина (18) для возврата тормозной накладки (12) и для соединения вместе тормозной накладки (12), опорного рычага (9, 10) и установочного рычага (11).

26. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что шестеренчатый насос (2) выполнен с возможностью гидравлически сообщаться с гидроцилиндром (4) для выполнения функции стояночного тормоза.

27. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что рабочий узел (5) содержит ступенчатый поршень (30) с соединительным патрубком (А) низкого давления, соединительным патрубком (С) высокого давления и резервным напорным патрубком (В).

28. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что ступенчатый поршень (30) выполнен со ступенчато уменьшающимся диаметром.

29. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что площади отдельных ступеней рабочего узла (5) образуют отношение 2:1.

30. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что отдельные ступени рабочего узла (5) выполнены с возможностью сообщаться с резервным напорным патрубком (В) или соединительным патрубком (С) высокого давления.

31. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что устройство содержит датчики, предпочтительно датчики давления (6, 7, 8) для регистрации прижимного и тормозного усилий, а также износа тормозной накладки и при необходимости других возможных измеряемых величин.

32. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что устройство содержит резервный напорный контур с расширительным бачком (15) и запорным клапаном (14).

33. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что устройство содержит резервный напорный контур с расширительным бачком (15) и запорный клапан (14).

34. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что предусмотрено устройство управления, в частности блок управления, расположенный либо непосредственно на тормозе, либо выполненный в виде обычного устройства управления в составе системы управления верхнего уровня автомобиля и предназначенный для управления или регулировки, по меньшей мере, клинового угла при торможении.

35. Дисковый тормоз с электродвигательным исполнительным органом (1), выполненный с возможностью воздействовать на прижимное устройство для прижатия, по меньшей мере, одной тормозной накладки (12) к тормозному диску (13), в частности дисковый тормоз по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что прижимное устройство содержит рычажный механизм, по меньшей мере, с одним или несколькими рычагами, выполненными в виде опорных рычагов, причем, по меньшей мере, один опорный рычаг выполнен V-образной формы.

36. Дисковый тормоз по п.35, отличающийся тем, что опорные рычаги (9, 10) имеют V-образную форму и расположены с возможностью поворота закругленным концом на тормозной накладке (12) и двумя закругленными концами на установочном рычаге (11).

37. Дисковый тормоз по п.35, отличающийся тем, что опорные рычаги (9, 10) имеют V-образную форму, при этом они расположены с возможностью поворота закругленным концом на установочном рычаге и двумя закругленными концами на тормозной накладке.

38. Дисковый тормоз по п.35, отличающийся тем, что опорные рычаги (9, 10) выполнены с расширением в направлении расположенных на тормозной накладке (12) концов и в направлении оси поворота этих концов.